Sr掺杂La$_3$Ni$_2$O$_7$中压力依赖的“绝缘体-金属-绝缘体”行为

最近，在高压下块体La$_3$Ni$_2$O$_{7-{\delta}}$中观察到了高温超导电性。然而，通过在富氧浮区炉中进行后处理退火，获得具有可控且均匀化学计量比的高纯度La$_3$Ni$_2$O$_{7-{\delta}}$单晶仍然是一个艰巨的挑战。本文报道了在高压（20 GPa）和高温（1400 °C）下合成的Sr掺杂La$_3$Ni$_2$O$_7$单晶的晶体结构和物理性质。通过单晶X射线衍射，我们发现高压合成的顺磁性Sr掺杂La$_3$Ni$_2$O$_7$结晶为正交结构，其Ni-O-Ni键角分别为面外173.4(2)°和面内175.0(2)°及176.7(2)°。Sr的取代改变了Sr掺杂La$_3$Ni$_2$O$_7$中的能带填充和Ni$^{2+}$/Ni$^{3+}$比例，使其与“La$_3$Ni$_2$O$_{7.05}$”中的情况一致，从而在高压下导致相对于未取代母相性质的显著变化。在常压下，Sr掺杂La$_3$Ni$_2$O$_7$表现出绝缘性，并且电导率随压力增加至10 GPa而增大。然而，当压力进一步增加到10.7 GPa以上时，Sr掺杂La$_3$Ni$_2$O$_7$从类金属行为转变回绝缘体。高压下的绝缘体-金属-绝缘体趋势与母体化合物La$_3$Ni$_2$O$_{7-{\delta}}$的行为截然不同，尽管它们在低压区域具有相似的行为。这些实验结果强调了在镍酸盐中实现超导电性的巨大挑战。